水蛭是透過「皮膚」來呼吸的。 牠們沒有和人類一樣的肺，也沒有魚類的鰓，而是完全依賴皮膚呼吸（Cutaneous respiration）進行氣體交換。

水蛭的呼吸機制主要包含以下三個特點：

• 薄而濕潤的體表： 水蛭的表皮非常薄，且表面經常分泌一層黏液來保持濕潤。這層黏液能有效溶解空氣中或水中的氧氣，使其順利透過皮膚擴散到體內。

• 微血管網密布： 在水蛭緊貼表皮的皮下組織中，密布著微小的血管（或稱血淋巴管）。當氧氣溶解並穿透皮膚後，會直接進入這些微血管，由血液中的血紅素運送到全身；同時間，體內的二氧化碳也會透過相同路徑，由皮膚擴散排至體外。

• 環境濕度的致命性： 正因為水蛭完全靠皮膚呼吸，一旦牠們身處極度乾燥的環境，體表黏液蒸發、皮膚乾涸，氣體便無法溶解擴散，水蛭就會因窒息而死。這也是為什麼陸生水蛭只在潮濕的雨天、草叢活動，且肥皂、鹽巴（會快速吸乾水分）能輕易消滅牠們的原因。